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高中變壓器教案
作為一名教職工,往往需要進行教案編寫工作,借助教案可以讓教學工作更科學化。教案應該怎么寫呢?以下是小編為大家收集的高中變壓器教案,歡迎大家借鑒與參考,希望對大家有所幫助。
高中變壓器教案1
★新課標要求 (一)知識與技能
1.知道變壓器的構造,了解變壓器的工作原理。
2.理解理想變壓器原、副線圈中電壓與匝數(shù)的關系,能應用它分析解決有關問題。
(二)過程與方法
在探究變壓比和匝數(shù)比的關系中培養(yǎng)學生運用物理理想化模型分析問題、解決問題的能力。
(三)情感、態(tài)度與價值觀
1.使學生體會到能量守恒定律是普遍適用的。 2.培養(yǎng)學生實事求是的科學態(tài)度。
★教學重點
探究變壓比和匝數(shù)比的關系。
★教學難點
探究變壓比和匝數(shù)比的關系。
★教學方法
實驗探究法、閱讀法、講解法。
★教學工具
學生電源、可拆變壓器、交流電壓表、交流電流表、燈泡
★教學過程
(一)引入新課
師:在實際應用中,常常需要改變交流的電壓.大型發(fā)電機發(fā)出的交流,電壓有幾萬伏,而遠距離輸電卻需要高達幾十萬伏的電壓。各種用電設備所需的電壓也各不相同。電燈、電飯煲、洗衣機等家用電器需要220 V的電壓,機床上的照明燈需要36 V的安全電壓。一般半導體收音機的電源電壓不超過10 V,而電視機顯像管卻需要10000 V以上的高電壓。交流便于改變電壓,以適應各種不同需要。變壓器就是改變交流電壓的設備。這節(jié)課我們學習變壓器的有關知識。
(二)進行新課 1.變壓器的原理 思考與討論:
師:按上圖所示連接好電路,接通電源,觀察燈泡是否發(fā)光。 生:燈泡亮了。
師:兩個線圈并沒有直接接觸,燈泡為什么亮了呢?這個實驗說明了什么?
生1:當一個線圈中同交變電流時,變化的電流產生變化的磁場,變化的磁場在另一個線圈中激起感生電場,從而產生感生電動勢,燈泡中有了感應電流,故燈泡發(fā)光。
生2:實驗說明,通過互感現(xiàn)象,電源的能量可以從一個線圈傳輸給另一個線圈。
師:變壓器就是由閉合鐵芯和繞在鐵芯上的兩個線圈構成的。一個線圈跟電源連接,叫原線圈(初級線圈),另一個線圈跟負載連接,叫副線圈(次級線圈)。兩個線圈都是絕緣導線繞制成的。鐵芯由涂有絕緣漆的硅鋼片疊合而成。
師:畫出變壓器的結構示意圖和符號,互感現(xiàn)象時變壓器工作的`基礎。在原線圈上加交變電壓U1,原線圈中就有交變電流,它在鐵芯中產生交變的磁通量。這個交變磁通量既穿過原線圈,也穿過副線圈,在原、副線圈中都要引起感應電動勢。如副線圈是閉合的,在副線圈中就產生交變電流,它也在鐵芯中產生交變的磁通量,在原、副線圈中同樣引起感應電動勢。副線圈兩端的電壓就是這樣產生的。所以,兩個線圈并沒有直接接觸,通過互感現(xiàn)象,副線圈也能夠輸出電流。
師:在輸入電壓一定時,原線圈、副線圈取不同的匝數(shù),副線圈輸出的電壓也不一樣,變壓器由此得名。那么,變壓器線圈兩端的電壓與匝數(shù)有何關系呢?下面我們通過實驗來探究。
實驗目的:探究變壓器線圈兩端的電壓與匝數(shù)的關系 器材:可拆變壓器,學生電源,多用電表,導線若干
實驗步驟:
。1)按圖示電路連接電路
。2)原線圈接低壓交流電源6V,保持原線圈匝數(shù)n1不變,分別取副線圈匝數(shù)n2=1,n1=2,n2=1用多用電表交流電壓檔分別測出副線圈兩端的電壓,記入表格。
。3)原線圈接低壓交流電源6V,保持副線圈匝數(shù)n2不變,分別取原線圈匝數(shù)n1=n2,用多用電表交流電壓檔分別測出副線圈兩端的電壓,記入表格。 U1=6V
(4)總結實驗現(xiàn)象,得出結論。
注意事項:(1)連接好電路后,同組同學分別獨立檢查,然后由老師確認,電路連接無誤才能接通電源。
。2)注意人身安全。只能用低壓交流電源,電源電壓不能超過12V
(3)使用多用電表交流電壓檔測電壓時,先用最大量程測試,然后再用適當?shù)膿跷贿M行測量。
2.電壓與匝數(shù)的關系
師:從實驗中可以發(fā)現(xiàn)什么規(guī)律?
生:原、副線圈兩端的電壓之比等于兩個線圈的匝數(shù)之比。 師:寫出數(shù)學表達式。 生:
U1n1X U2n2=U1n1XU2n2,只適用于理想變壓器。
師:電流通過變壓器線圈是會發(fā)熱,鐵芯在交變磁場的作用下也會發(fā)熱。所以,變壓器工作時存在能量損失。沒有能量損失的變壓器叫做理想變壓器。
實際上變壓器的工作效率都很高,在一般的計算中,可以把實際變壓器視為理想變壓器。 師:理想變壓器原線圈的輸入功率與副線圈的輸出功率有什么關系? 生:因為理想變壓器沒有能量損失,所以P出=P入
師:若理想變壓器只有一個副線圈,則原副線圈中的電流I1與I2有什么關系?
生:據(jù)P出=U2I2,P入=U1I1及P出=P入得:U2I2=U1I1
則:I1U2n2=I2U1n1
師:上式是理想變壓器只有一個副線圈時,原副線圈中的電流比公式。
如果副線圈的電壓高于原線圈的電壓,這樣的變壓器叫升壓變壓器;如果副線圈的電壓低于原線圈的電壓,這樣的變壓器叫降壓變壓器。那么兩種變壓器的匝數(shù)關系如何? 生:升壓變壓器,n2>n1,降壓變壓器,n2<n1。 師:兩種變壓器原副線圈電流的大小關系如何? 生:升壓變壓器,I2I1。
師:在繞制升壓變壓器原副線圈時,副線圈導線應比原線圈導線粗一些好,還是細一些好?降壓變壓器呢?
生:因為升壓變壓器,I2I1,所以副線圈導線要比原線圈導線粗一些。
師:課后請大家閱讀教材47頁“科學漫步”,了解互感器的工作原理和應用。
(三)課堂總結、點評
本節(jié)課主要學習了以下內容: 1.變壓器主要由鐵芯和線圈組成。
2.變壓器可改變交變電的電壓和電流,利用了原副線圈的互感現(xiàn)象。
3.理想變壓器:沒有能量損失的變壓器,是理想化模型。有P輸出=P輸入
U1N1IN
1X2
U2N2=I2N1
。ㄋ模⿲嵗骄 ☆理想變壓器基本規(guī)律
【例1】一個正常工作的理想變壓器的原副線圈中,下列的哪個物理量不一定相等 () A.交流的頻率 C.電功率B.電流的有效值 D.磁通量變化率
解析:變壓器可以改變原副線圈中的電流,因此原副線圈中的電流不一定有相同有效值,所以選B.由于穿過原線圈的磁通量全部穿過副線圈,因而原副線圈的磁通量變化率相同,D錯.變壓器的工作基礎是電磁感應,副線圈中感應的交流頻率與原線圈交流頻率是相同的,A錯.理想變壓器原線圈輸入功率等于副線圈輸出功率,因此C錯. 答案:B
點評:變壓器工作時,原副線圈電壓和電流不一定相同,但對理想變壓器來說,原副線圈一定相同的量有(1)電功率,(2)磁通量變化率,(3)交流的頻率 ☆理想變壓器的綜合應用
【例2】如圖所示為一理想變壓器,K為單刀雙擲開關,P為滑動變阻器的滑動觸頭,U1為加在原線圈兩端的電壓,I1為原線圈中的電流,則()
A.保持U1及P的位置不變,K由a合到b時,I1將增大 B.保持U1及P的位置不變,K由b合到a時,R消耗功率減小
C.保持U1不變,K合在a處,使P上滑,I1將增大 D.保持P的位置不變,K合在a處,若U1增大,I1將增大
解析:K由a合到b時,n1變小,而UI1n2n得I1=2I2由I2=2,RI2n1n1nUn,U2=2U1所以I1=22·1·U1,n2和R不變,n1減小時I1增大,所以A對。
Rn1n1=22n,2n2U2U1,K由b合到a時,P2=,而U2=U1,所以P2=2·.U1、n2和R不變,n1增大時P2,RRn1n1,2減小,所以B對。
高中變壓器教案2
●教學目標
一、知識目標
1.了解電磁繼電器和揚聲器的結構和工作原理.
2.初步認識物理知識的實際應用.
二、能力目標
通過閱讀說明書和觀察電磁繼電器,知道如何使用電磁繼電器,提高學生的觀察、分析及操作能力.
三、德育目標
通過認識電磁鐵的實際應用,引導學生在頭腦中使理論知識和生產實際建立聯(lián)系,提高學習物理知識的興趣.
●教學重點
了解電磁繼電器的結構和工作原理.
●教學難點
1.電磁繼電器的工作原理.
2.電磁繼電器控制電路的通斷是怎樣實現(xiàn)的
●教學方法
啟發(fā)法、討論法.
●教具準備
微機、投影儀、電磁繼電器、揚聲器、掛圖.
●課時安排
1課時
●教學過程
一、創(chuàng)設情境,引入新課
請同學們看屏幕(微機播放動畫展示人直接操作高壓電路開關,發(fā)生了危險,以警示人們不要直接操作高壓電路.再放錄像,工廠里有很多機器都是由強電流驅動的,可工人師傅利用按鈕來控制機器),這是為什么?難道工人師傅不危險?為什么?其實工人師傅按下的只是繼電器的開關,這節(jié)課我們就來學習有關電磁繼電器的知識,你們想了解它嗎?想知道什么?
二、進行新課
第三節(jié)電磁繼電器揚聲器[板書]
一、電磁繼電器[板書]
。凵祝菔裁词抢^電器?
。凵遥蓦姶爬^電器的`實質是什么?
。凵蓦姶爬^電器的結構是什么?
[生。蓦姶爬^電器的原理是什么?
[生戊]電磁繼電器的應用是什么?
[師]我們看掛圖、實物和投影講解,看能否回答出上面的問題.
。凵祝堇^電器是利用低電壓、弱電流電路的通斷,來間接地控制高電壓、強電流電路的裝置.
。凵遥蓦姶爬^電器實質是由電磁鐵控制的開關.
[生丙]電磁繼電器的結構由電磁鐵、銜鐵、簧片、觸點(靜觸點、動觸點)組成.
。凵。蓦姶爬^電器電路由低壓控制電路和高壓工作電路兩部分組成.
[生戊]控制電路由電磁鐵、低壓電源和開關組成.
[生己]工作電路由機器(電動機或電燈)高壓電源和電磁繼電器的觸點部分組成.
。凵荩ǜ鶕(jù)課本圖8.3—2講解)電磁繼電器的工作原理:當較小的電流通過D、E流入線圈時,電磁鐵把銜鐵吸下,使B、C兩個接線柱所連的電路接通,較大的電流就可以通過B、C帶動機器工作.
。凵粒輸嚯姇r,電磁鐵失去磁性,彈簧把銜鐵彈起,切斷工作電路,B、A電路接通.
。凵1]電磁繼電器的應用是工作電路有危險的高壓電路,通過電磁繼電器可利用低壓控制高壓.
。凵2]工作場所溫度高或環(huán)境不好,可以利用電磁繼電器實行遠距離操作.
。蹘煟荽蠹彝ㄟ^對掛圖和實物的觀察及投影的講解和討論,回答出我們提出的問題,對電磁繼電器有了初步的了解.我們閱讀電磁繼電器說明書,看看又能獲得哪些信息,并回答出課本所提出的問題.
。凵祝菡f明書上用途、結構、工作原理和保養(yǎng)能看懂.
。凵遥菁夹g要求中有些看不懂.
。凵菡f明書上最重要的是“線圈額定電壓、額定工作電流、工作電路電壓”這幾個指標.
[生。荨熬圈額定電壓直流6V”表示控制電路正常工作時,B、C兩端接直流6V的電壓.
[生戊]“被控制電壓220V,電流1A”表示線圈工作電路電壓220V,電路中電流是1A.
。凵海輳恼f明書上,除了了解電磁繼電器的用途、結構、工作原理、技術要求,還了解如何保養(yǎng).
。蹘煟菹氩幌胧褂秒姶爬^電器?想就先觀察電磁繼電器上的幾個接線端的位置,觀察B、C之間是通過哪個觸點接通的實際的繼電器還有兩個觸點,當斷電時它們是連接在一起的,而當通電時它們斷開.找到這兩個觸點,再設計一個電路,用一個電源和小燈泡組成工作電路,使繼電器通電時小燈泡亮,斷電時小燈泡滅.
。凵祝葸@是我們組設計的電路,按這個電路接好,就能使通電時燈泡亮,斷電時燈泡滅.
。蹘煟菸覀兟爟(yōu)美的音樂,用收音機、錄音機、電視機、音響,這些音響設備中都有揚聲器.那么揚聲器是怎么發(fā)出聲音的呢?
二、揚聲器是怎樣發(fā)聲的[板書]
。蹘煟葸記得聲音是怎樣產生的?
[生甲]一切發(fā)聲體都在振動.
。蹘煟輷P聲器是怎么發(fā)出聲音的,看投影(揚聲器構造示意圖).
。蹘煟菸覀冎浪臉嬙炜此绾喂ぷ.
[演示]將一節(jié)5號電池通過開關直接連到揚聲器的輸入端,電路通電和斷電時,觀察揚聲器錐形紙盒的運動情況;改變電源的極性,再觀察揚聲器錐形紙盒的運動.
。凵祝萃姇r,線圈受磁體吸引帶動錐形紙盒向里(或向外)運動并發(fā)出聲響.
。凵遥莞淖冸娏鞣较,通電時,線圈受磁體排斥帶動錐形紙盒向外(或向里)運動并發(fā)出聲響.
。蹘煟萑绻斖ㄟ^揚聲器的電流方向和大小連續(xù)變化時,揚聲器將怎樣?
。凵祝萃姇r,線圈就帶動紙盒來回振動,揚聲器就能發(fā)出連續(xù)的聲音.
[生乙]噢!揚聲器就這樣把電信號轉換成聲音信號.
。▽W生們繼續(xù)做,興致很高)
三、小結
結合板書歸納小結,并指出電磁鐵、電磁繼電器都是人們認識電流的效應后發(fā)明創(chuàng)造的,這說明了理論知識在指導生產中的重要作用.
四、布置作業(yè)
動手動腦學物理①②③.
參考答案:
1.水位沒有到達金屬塊A時,繼電器線圈沒有電流通過,它的上面兩個觸點接觸,工作電路中綠燈與電源構成回路,綠燈亮;當水位到達金屬塊A時,繼電器線圈有電流通過,它的下面兩個觸點接觸,工作電路中紅燈與電源構成回路,紅燈亮.
2.溫度升高時,水銀面上升,當水銀面上升到與金屬絲接觸時,電磁鐵線圈就有電流通過,產生磁性吸引觸點開關使之閉合,這時工作電路就形成了一個回路,電鈴就響起來了.
3.接通電源后,電磁鐵吸引銜鐵,敲擊鈴碗發(fā)聲,但同時鈴碗與螺釘分離,通過線圈的電路斷開,電磁鐵失去磁性,銜鐵由于彈性回到初始位置,這時鈴碗與螺釘又接觸,線圈的電路閉合,電磁鐵又吸引銜鐵,敲擊鈴碗發(fā)聲…,如此往復,電鈴就不斷發(fā)出聲音.蜂鳴器的連接如圖:
五、板書設計
第三課電磁繼電器揚聲器
一、電磁繼電器
二、揚聲器
第四節(jié)電動機
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